在中國研究人員的努力下，一種世界上最輕的固體材料——氣凝膠的成本已經(jīng)大幅降低。

由于其高孔隙率和出色的絕緣性能，氣凝膠長期以來一直被美國國家航空航天局(NASA)等航天機構使用，但生產(chǎn)這種材料的成本一直都很高。

根據(jù)美國宇航局網(wǎng)站上的信息，2005年，美國宇航局航天器上使用的氣凝膠每升價格約為1000美元。隨著合成技術的進步，價格已經(jīng)下降，但高性能碳化硅(SiC)氣凝膠仍然昂貴，每升價格在幾百到幾千美元之間。

現(xiàn)在中國研究人員表示，他們已經(jīng)成功地將碳化硅氣凝膠的生產(chǎn)成本降低到每升0.70美元。

在中國，由于規(guī)模經(jīng)濟，氣凝膠的制造成本更低。不過有了這項新技術后，可以以大約百分之一的成本和十倍的速度制造這種材料。

根據(jù)研究人員的說法，這是材料可及性的一次飛躍。

單層氣凝膠可以保護人體皮膚免受直接火焰的傷害?，F(xiàn)代科技的進步已經(jīng)將氣凝膠進一步細化為薄膜或噴霧，將其應用范圍擴大到燃料電池和半導體。

該研究小組由中國科學院物化技術研究所的李江濤教授和清華大學材料科學與工程學院的助理教授董巖皓領導，他們通過一種新的燃燒合成技術降低了成本。

該技術涉及硅粉和聚四氟乙烯(PTFE)之間的快速燃燒反應。研究人員將粉末混合物放入反應船中，點燃后，材料在幾秒鐘內(nèi)達到1800攝氏度，體積膨脹1076%，以每分鐘16升的速度產(chǎn)生海棉狀氣凝膠。

李江濤教授表示:“與化學氣相沉積和碳熱還原等傳統(tǒng)方法相比，這種生產(chǎn)方法同時具有時間效率和成本效益。它還具有工藝簡單、能耗低的特點，因為燃燒反應一旦點燃就能自我維持?！?/p>

由此產(chǎn)生的SiC氣凝膠孔隙率高達 99.6%，具有高壓縮性和可逆性。在實驗室測試中，一張 SiC 紙很容易從彎曲和卷曲中恢復過來。

這些氣凝膠在高達1000攝氏度的氧氣氣氛中和1700攝氏度的惰性氣氛(如氬氣)中也能保持其絕緣性能，顯著優(yōu)于其他輕質(zhì)絕緣材料，如二氧化硅氣凝膠，后者在700度以上就會失效。

在我國，先進的氣凝膠已經(jīng)被用于重大的航空航天項目，如“天問一號”任務發(fā)動機的隔熱材料、“嫦娥四號”月球探測器的熱電電池和“長征五號”火箭的高溫燃料系統(tǒng)。

李和他的團隊表示，憑借這一進展，他們?yōu)?SiC 氣凝膠的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛的工程應用開辟了一條新道路。